Utilizzo di tecniche estrattive non convenzionali per il
recupero di polifenoli da Arthrospira (Spirulina) platensis
Milena Fernandes da Silva
a,b, Pier Francesco Ferrari
b, Alessandro Alberto
Casazza
b, Bahar Aliakbarian
b, Attilio Converti
b, Raquel Pedrosa Bezerra
c, Ana
Lucia Figueiredo Porto
c, Patrizia Perego
baCentro di Bioscienze, Università Federale del Pernambuco, Av. Prof. Moraes Rego 1235, Cidade Universitária, 50670-420
Recife, PE, Brasile
bDipartimento di Ingegneria Civile, Chimica e Ambientale, Università degli Studi di Genova, via Opera Pia 15, 16145
Genova
cDipartimento di Morfologia e Fisiologia Animale, Università Rurale Federale del Pernambuco, Av. Dom Manoel de
Medeiros s/n, 52171-900 Recife, PE, Brasile
Negli ultimi decenni, i cianobatteri sono stati considerati ottimi produttori non solo di metaboliti primari, quali proteine, acidi grassi e carboidrati, ma anche di metaboliti secondari come i polifenoli. Tali microrganismi unicellulari presentano una spiccata velocità di crescita e sono in grado di adattarsi facilmente anche a condizioni ambientali estreme. Tra questi, Arthropira (Spirulina) platensis ha da sempre ricoperto un ruolo di primo piano. L’estrazione di molecole ad attività antiossidante da tale cianobatterio, con bassi costi ed alte rese, è tuttora una grande sfida. Infatti, tra i fattori che rappresentano un limite per l’impiego degli estratti di derivazione microalgale vi sono sia le difficoltà correlate al processo di estrazione stesso sia la successiva purificazione dei composti fenolici. In questo studio, sono state valutate diverse tecniche estrattive, quali l’estrazione assistita da ultrasuoni (UAE), da microonde (MAE) e l’estrazione condotta ad alte pressioni sfruttando alte temperature (HPTE). Inoltre, tutte queste tecniche estrattive non convenzionali sono state confrontate con l’estrazione solido-liquido (SLE) classica in termini di resa di estrazione di polifenoli e potere antiradicalico (ARP), impiegando come solvente a basso impatto ambientale una miscela di etanolo:acqua. La maggiore resa in polifenoli totali (TP) (3.32 mgGAE/gDB) e il più elevato ARP (58.30 µmolTrolox/gDB) si sono
presentati analizzando gli estratti ottenuti con HPTE, mentre la maggiore resa in flavonoidi totali (TF) (2.80 mgCE/gDB) si è avuta con l’impiego della MAE. Una volta dimostrato come l’HPTE fosse la metodica estrattiva
migliore per la biomassa in esame, è stato applicato un modello fattoriale 32 al fine di valutare gli effetti combinati
di temperatura (T) (90 < T < 180 °C) e quantità di etanolo impiegata (20 < etanolo < 100 %) su TP, TF e ARP mediante la metodologia delle superfici di risposta. Questa ha messo in evidenza come le condizioni ottimali per l’estrazione dei polifenoli (26.00-28.04 mgGAE/gDB) e dei flavonoidi (10.25 mgCE/gDB) siano quelle a T più
alta (180°C) e con una quantità di etanolo compresa tra il 20 ed il 60 %. Considerando, invece, l’ARP, questo ha raggiunto il valore più alto (69.02 µmolTrolox/gDB) alle T minori e impiegando una bassa quantità di etanolo.
Gli estratti a più alto contenuto in polifenoli e flavonoidi sono stati analizzati mediante cromatografia liquida ad alta pressione. I cromatogrammi ottenuti hanno indicato che la catechina (3.45-3.61 mg/100 gDB), l’acido
vanillico (1.06-2.02 mg/100 gDB), l’acido gallico (1.64-1.71 mg/100 gDB) e l’acido siringico (0.99-1.26 mg/100
gDB) sono tra i composti fenolici maggiormente presenti negli estratti. Tali composti, considerati nel complesso,
hanno un ruolo di primo piano nella determinazione di TP e TF, come confermato da una correlazione lineare soddisfacente (R2 = 0.848 e 0.883, rispettivamente), mentre nessuno contribuisce all’ARP. Questo lavoro getta
nuove prospettive per l’impiego di HPTE come una tecnica altamente promettente per il recupero di antiossidanti in estratti idroalcolici da A. platensis. Tali estratti potranno trovare applicazione come fonte naturale di composti bioattivi per la formulazione di integratori alimentari, alimenti funzionali e prodotti cosmetici.
